[发明专利]用于减少存储器操作时间的方法以及非易失性存储器设备

说明书

公开了用于减少存储器操作时间的方法以及非易失性存储器设备。一种用于减少非易失性存储器设备(10)中的存储器操作时间的方法，该非易失性存储器设备具有包括多个存储器单元(1)的存储器阵列(12)，该方法设想：通过应用第一偏置配置对存储器单元(1)的集合进行该存储器操作的第一执行；存储与该第一偏置配置相关联的信息；通过应用根据该存储的与该第一偏置配置相关联的信息而确定的第二偏置配置来对相同存储器单元(1)的集合执行该存储器操作的在该第一执行之后的第二执行。

技术领域

本发明涉及一种用于减少非易失性存储器设备中的存储器操作时间的方法，并且涉及一种相应的非易失性存储器设备。

具体地，在这不暗示任何一般性丢失的情况下，下面的说明将具体参考减少用于擦除待通过Fowler-Nordheim(FN)隧穿效应擦除的非易失性存储器设备(比如闪存、页闪存或e-STM(嵌入式选择沟槽存储器)型存储器设备)中的存储器单元集或组(例如，存储器单元的页或扇区)的操作时间。

背景技术

如所已知的，并且如在图1中示意性地示出的，非易失性存储器设备(例如，闪存型)的浮栅型存储器单元1通常包括：体区2(例如，为p型掺杂)，该体区设置在半导体材料(例如，硅)的衬底3中；源极区4和漏极区5，该源极区和该漏极区例如为n型掺杂、设置在体区2的表面部分内；浮栅区6，该浮栅区安排在体区2之上并且通过隧道氧化物区7与相同的体区2分离开；以及控制栅极区8，该控制栅极区安排在浮栅区6之上并且通过中间氧化物(所谓的“ONO”)区9与其分离开。

为了存储信息，电荷从衬底3注入浮栅区6(编程操作)，由此改变了存储器单元1的阈值(即，待施加在控制栅极区8与源极区4之间的电压)，以接通存储器单元1并且获取源极区4与漏极区5之间的电流的传导。

读取操作在将适当的偏置电压施加到控制栅极区8时检测存储器单元1的传导特性，有可能从该存储器单元中获取存储的信息。

用于擦除信息的擦除操作设想经由电子提取来移除存储在浮栅区6中的电荷。具体地，此操作设想(如在图1中所展示的)将高电场施加在被带至正值高电压(例如，+10V)的体区2与被带至负值高电压(例如，-10V)的控制栅极区8之间。以已知的方式，所生成的高电场为使得触发导致电子移动的FN隧穿效应，这些电子从浮栅区6中通过隧道氧化物区7进行迁移(再一次，如在图1中示意性地展示的)。

具体地，以已知的方式，擦除操作通常在非易失性存储器设备的存储器单元1集(属于例如同一块、扇区或页)上同时执行，这些单元由此在同一擦除操作中被一起擦除。

显然，擦除过程只有在施加的电场具有足以触发FN隧穿效应的值时才有效。

然而，由于存储器单元1的自然劣化过程(例如，由于隧道氧化物区7中的电荷捕获而造成的)，此值随着所谓的“循环”(即，相同的存储器单元1经历的编程/擦除循环的数量)的增加而增大。

为了将此劣化现象考虑在内，通常用于对存储器单元1集(扇区或页)执行擦除操作的算法设想对具有增大的电压值并且具有固定时长的特定数量的脉冲进行迭代施加，每次施加之后是用于验证此擦除已经成功的验证操作。验证操作一确定已正确地执行了擦除就中断该方法。

此擦除算法示意性地展示在图2中，图2示出了体电压V_pp关于具有增大的值的脉冲的曲线图，对控制栅极区8进行逆向选取(即，设置为高负值电压V_CG，例如，-10V)。如上文所提到的，体区2与控制栅极区8之间的潜在差异确定了被设计成用于触发FN隧穿效应的电场。

体电压V_pp的脉冲从在非易失性存储器设备的设计或表征级中确定的最小值V_{pp_最小}开始，并且以恒定步长增加直至同样是在存储器设备的设计或表征期间确定的最大值V_{pp_最大}。在连续脉冲之间，算法通过读取操作设想验证步骤以验证已成功进行擦除。